JP2010278517A

JP2010278517A - 衛星航法システム用信号伝送システム

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Publication number: JP2010278517A
Application number: JP2009126394A
Authority: JP
Inventors: Showa Nishimura; 将和西村
Original assignee: DX Antenna Co Ltd
Current assignee: DX Antenna Co Ltd
Priority date: 2009-05-26
Filing date: 2009-05-26
Publication date: 2010-12-09

Abstract

【課題】周波数変換したＧＰＳ信号とこれを元のＧＰＳ信号に変換するために必要な周波数基準信号を混信の影響を受けることなく、確実に伝送する。
【解決手段】ＧＰＳ信号を、周波数変換ＧＰＳ信号に周波数変換して、共同受信システム１にダウンコンバータ１８が供給する。共同受信システム１を介して伝送された周波数変換ＧＰＳ信号をアップコンバータ２２が受けて、元のＧＰＳ信号に周波数変換する。ダウンコンバータ１８は、基準信号に基づく局部発振信号によってＧＰＳ信号を周波数変換ＧＰＳ信号に周波数変換すると共に、周波数基準信号を生成する。周波数変換ＧＰＳ信号と周波数基準信号とは、複数のテレビジョン放送用チャンネルの空きチャンネル内の異なる周波数にそれぞれ選択されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えばＧＰＳ信号のような衛星航法システム用信号を伝送するシステムに関し、特に共同受信システムを使用して伝送するものに関する。

共同受信システムを使用してＧＰＳ信号を伝送するシステムとしては、例えば特許文献１に開示されているものがある。このシステムは、ＧＰＳアンテナで受信したＧＰＳ信号と、ＢＳアンテナで受信したＢＳ放送信号とを合成して、共同受信システムで伝送し、端末側に設けた分波器によって、伝送されてきたＧＰＳ信号とＢＳ衛星放送信号とを分波し、分波されたＧＰＳ信号をＧＰＳ送信機に供給して、ＧＰＳ送信機から再送信する。

特開２００５−２４４６２５号公報

特許文献１の技術では、ＧＰＳ信号をそのまま共同受信システムで伝送している。ＧＰＳ信号は１ＧＨｚ帯の信号であるので、共同受信システムによっては１ＧＨｚ帯のＧＰＳ信号をそのまま伝送することができないことがある。このような場合、ＧＰＳ信号を、共同受信システムで伝送可能な周波数の周波数変換ＧＰＳ信号に周波数変換して、共同受信システムで伝送し、伝送後に周波数変換ＧＰＳ信号を元のＧＰＳ信号に再周波数変換することが考えられる。ＧＰＳ信号を周波数変換ＧＰＳ信号に周波数変換するのにも、周波数変換ＧＰＳ信号を元のＧＰＳ信号に周波数変換するのにも、局部発振信号が必要であるが、両周波数変換に使用する局部発振信号の位相が異なっていると、正確に元のＧＰＳ信号に周波数変換することができない。そこで、周波数変換ＧＰＳ信号を得るための局部発振信号の発生に使用した基準信号も、周波数変換ＧＰＳ信号と共に共同受信システムで伝送し、伝送された基準信号を用いて発生させた局部発振信号で周波数変換ＧＰＳ信号の周波数変換を行うことが考えられる。しかし、共同受信システムでは、ＶＨＦ帯やＵＨＦ帯のテレビジョン放送信号が伝送されているので、これらと周波数が重複しないように、共同受信システムで伝送可能であるが、ＶＨＦ帯やＵＨＦ帯のテレビジョン放送に割り当てられていない周波数、例えばＶＨＦ帯テレビジョン放送の最低周波数よりも低いが近い周波数や、低域ＶＨＦ帯テレビジョン放送と高域ＶＨＦ帯テレビジョン放送との間の周波数や、ミッドバンド周波数や、ＵＨＦ帯テレビジョン放送の最高周波数よりも高いが近い周波数に、基準信号や周波数変換ＧＰＳ信号の周波数を予め選択することが考えられる。しかし、このように周波数を予め選択しておくと、近傍の信号と混信を起こす可能性があり、その場合、周波数変換ＧＰＳ信号や周波数基準信号を伝送することができない。

本発明は、周波数変換ＧＰＳ信号のような周波数変換した衛星航法システム用信号や周波数基準信号を確実に伝送することができる衛星航法システム用信号伝送システムを提供することを目的とする。

本発明の一態様の衛星航法システム用信号伝送システムは、第１の周波数変換手段を有している。第１の周波数変換手段は、衛星航法システム用信号、例えばＧＰＳ信号を、共同受信システムで伝送可能な周波数の周波数変換衛星航法システム用信号、例えば周波数変換ＧＰＳ信号に周波数変換して、前記共同受信システムに供給する。第２の周波数変換手段が、前記共同受信システムを介して伝送された前記周波数変換衛星航法システム用信号を受けて、元の衛星航法システム用信号に再周波数変換する。前記第１の周波数変換手段は、基準信号に基づく局部発振信号によって前記衛星航法システム用信号を前記周波数変換衛星航法システム用信号に周波数変換すると共に、前記基準信号に基づく周波数基準信号を生成する。これら周波数変換衛星航法システム用信号と周波数基準信号とは、前記共同受信システムで伝送可能な複数のテレビジョン放送用チャンネルのうち空きチャンネル内の異なる周波数にそれぞれ選択されている。第２の周波数変換手段は、前記共同受信システムを伝送された前記周波数基準信号に基づいて、前記共同受信システムを伝送された前記周波数変換衛星航法システム用信号を、元の衛星航法システム用信号に周波数変換する。

このように構成された衛星放送システム用信号伝送システムでは、周波数変換衛星航法システム用信号と、周波数基準信号とは、テレビジョン放送用の１つの空きチャンネル、例えば６ＭＨｚの周波数帯域内に配置されている。各テレビジョン放送用のチャンネルは、互いに混信することが無いように設定されているので、１つの空きチャンネル内に周波数変換衛星航法システム用信号と周波数基準信号とを配置して伝送することによって、混信の影響を受けることを防止できる。

前記第１の周波数変換手段は、前記基準信号を第１のＰＬＬ回路に供給することによって前記局部発振信号を発生し、前記基準信号を第２のＰＬＬ回路に供給することによって前記周波数基準信号を発生する。複数台の第１のＰＬＬ回路を設けることによって複数の局部発振信号を発生し、これによって、衛星航法システム用信号を複数回にわたって周波数変換することもできる。第２の周波数変換手段は、前記周波数基準信号を検出し、検出された周波数基準信号を第３のＰＬＬ回路に供給することによって発生させた局部発振信号を用いて前記周波数変換衛星航法システム用信号を元の衛星航法システム用信号に周波数変換する。第３のＰＬＬ回路も複数台設け、周波数変換衛星航法システム用信号を複数回にわたって周波数変換して、衛星航法システム用信号に周波数変換することもできる。

第１及び第２の周波数変換手段は、それぞれＰＬＬ回路を用いて周波数変換を行っているので、共同受信システムを伝送された周波数変換衛星航法システム用信号を、位相までもが一致した状態で元の衛星航法システム用信号に周波数変換することができる。

以上のように、本発明によれば、１つのテレビジョン放送の空きチャンネル内に周波数変換衛星航法システム用信号と周波数基準信号とを配置しているので、これらを共同受信システムを利用して伝送しても、混信の影響を受けることなく伝送でき、第２の周波数変換手段において正確に衛星航法システム用信号を復元することができる。

本発明の１実施形態の衛星航法システム用信号の伝送システムのブロック図である。図１の衛星航法システム用信号の伝送システムにおける周波数関係を示す図である。図１の衛星航法システム用信号の伝送システムで使用するダウンコンバータのブロック図である。図１の衛星航法システム用信号の伝送システムで使用するアップコンバータのブロック図である。

本発明の１実施形態の衛星航法システム用信号の伝送システムは、衛星航法システム用信号、例えばＧＰＳ信号を、共同受信システムを使用して、その末端にまで伝送し、末端から再送信するものである。

共同受信システムは、例えば棟内共同受信システム１で、棟内に敷設された伝送ライン、例えば同軸ケーブル２を有している。その中途に介在し、かつ棟内の各部屋にそれぞれ端末手段、例えば分岐器４が配置されている。これら分岐器４の１つの分岐端子に受信手段、例えばテレビジョン受信機６が接続されている。

同軸ケーブル２の先端には、合成器８を介して共同受信信号が供給されている。共同受信信号は、屋外に設置されたＶＨＦ用アンテナ１０、ＵＨＦ用アンテナ１２、ＢＳ／ＣＳ用アンテナ１４によって受信されたＶＨＦ帯テレビジョン放送信号、ＵＨＦ帯テレビジョン放送信号及びＢＳ／ＣＳ中間周波信号（これはＢＳ／ＣＳ用アンテナ１４で受信したＢＳ／ＣＳ放送信号をＢＳ／ＣＳ用アンテナ１４に付属するコンバータで１ＧＨｚ帯の中間周波信号に周波数変換したものである。）を、信号処理手段、例えばブースタ１６で各信号を増幅したものである。この共同受信信号は、合成器８、同軸ケーブル２を介して端末の各分岐器４に伝送される。

合成器８には、第１の周波数変換手段、例えばダウンコンバータ１８の出力信号も供給されている。ダウンコンバータ１８には、衛星航法システム用受信機、例えばＧＰＳ受信機２０からのＧＰＳ信号が供給されている。ＧＰＳ信号は、例えば１．５ＧＨｚ帯の信号で、そのままの周波数では、棟内共同受信システム１では伝送が不可能であるので、ダウンコンバータ１８で、棟内共同受信システム１で伝送可能な周波数の周波数変換ＧＰＳ信号に周波数変換して、棟内共同受信システム１で伝送される。なお、この周波数変換については、後述する。

棟内共同受信システム１の複数の分岐器４のうち、適切な１台または複数台のものに、第２の周波数変換手段、例えばアップコンバータ２２が接続されている。アップコンバータ２２は、周波数変換されたＧＰＳ信号を、元の周波数のＧＰＳ信号に再度周波数変換して、送信アンテナ２４から再送信する。アップコンバータ２２での周波数変換についても後述する。

図２に示すように、周波数変換ＧＰＳ信号は、図２に示すように棟内共同受信システム１で伝送可能な周波数帯であって、かつ棟内共同受信システムが伝送するＵＨＦ帯またはＶＨＦ帯のテレビジョン放送用の複数のチャンネルのうち空きチャンネル内の周波数に周波数変換されている。また、アップコンバータ２２で周波数変換ＧＰＳ信号を元のＧＰＳ信号に周波数変換するために使用する周波数基準信号が、ダウンコンバータ１８で生成され、棟内共同受信システム１を介してアップコンバータ２２に伝送される。この周波数基準信号は、図２に示すように、周波数変換ＧＰＳ信号が存在する空きチャンネル内の周波数であって、周波数変換ＧＰＳ信号と異なる周波数に選択されている。

図３に示すように、ダウンコンバータ１８では、入力端子３０にＧＰＳ信号が供給される。このＧＰＳ信号は、減衰器３２によって所定の減衰が行われた後、バンドパスフィルタ３４によって不要な周波数成分が除去され、増幅段３６によって増幅される。増幅段３６の出力であるＧＰＳ信号は、ゲインコントローラ３８を介してバンドパスフィルタ４０に供給され、ここで不要な周波数成分が除去され、第１のミキサ４２に供給される。

第１のミキサ４２にＰＬＬ発振回路４４の電圧制御発振器４６からの第１局部発振信号が供給され、第１のミキサ４２はＧＰＳ信号を中間周波信号に周波数変換する。この中間周波信号は、ＳＡＷフィルタ４８によって不要な周波数成分が除去され、増幅段５０によって増幅され、１分岐器５２を介してＳＡＷフィルタ５４に供給される。

１分岐器５２から分岐された中間周波信号のレベルがレベル検出器５６で検出され、この検出レベルが比較器５８で基準レベル信号源６０からの基準レベル信号と比較される。比較器５８での比較結果に基づいてゲインコントローラ３８でゲインコントロールが行われ、ＳＡＷフィルタ５４に供給される中間周波信号のレベルが基準レベル信号にほぼ等しくなる。

ＳＡＷフィルタ５４に供給された中間周波信号は、さらにバンドパスフィルタ６２に供給されて、不要な周波数成分が除去され、第２のミキサ６４に供給される。第２のミキサ６４には、ＰＬＬ発振回路６６の電圧制御発振器６８からの第２局部発振信号が供給されており、第２のミキサ６４から周波数変換ＧＰＳ信号が出力され、合成器７０を介してゲインコントローラ７２に供給され、ここでゲインコントロールされた後、増幅段７４で増幅され、バンドパスフィルタ７６で不要な周波数成分が除去された後、出力端子７８に出力される。

２つのＰＬＬ回路４４、６６は、共通の基準信号源、例えば基準信号発振回路８０を有し、基準信号発振回路８０からの基準信号が、ＰＬＬ発振回路４４、６６のＰＬＬ回路８２、８４に供給されている。ＰＬＬ回路８２、８４は、制御手段、例えばＣＰＵ８６によって制御され、電圧制御発振器４６がＧＰＳ信号を基準信号と同一の位相を持つ中間周波信号に周波数変換するために必要な周波数の第１局部発振信号を発生するようにＰＬＬ回路８２が電圧制御発振器４６を制御する。同様に、電圧制御発振器６８が中間周波信号を基準信号と同一の位相を持つ周波数変換ＧＰＳ信号に周波数変換するために必要な周波数の第２局部発振信号を発生するようにＰＬＬ回路８４が電圧制御発振器６８を制御する。

ＣＰＵ８６は、チャンネルステップスイッチ８８からの指令に基づいてＰＬＬ回路８２、８４を制御する。ダウンコンバータ１８の使用者は、棟内共同受信システム１での空きチャンネルを適当な方法によって検索し、その空きチャンネルをＣＰＵ８６に指示する。ＣＰＵ８６は、この指示に基づいて、その空きチャンネル内に周波数変換ＧＰＳ信号が存在するようにＰＬＬ回路８２、８４を制御する。例えば空きチャンネルの中心周波数±２ＭＨｚ内に周波数変換ＧＰＳ信号の周波数が存在するようにＰＬＬ回路８２、８４を制御する。なお、基準信号発振回路８０にＣＰＵ８６から発振周波数が指示されているので、ＣＰＵ８６では基準信号の周波数と、チャンネルステップスイッチ８８からの空きチャンネルの指示とに基づいて周波数変換ＧＰＳ信号の周波数を決定することができる。

ダウンコンバータ１８には、もう１つＰＬＬ発振回路９０が設けられている。このＰＬＬ発振回路９０は、電圧制御発振器９２とＰＬＬ回路９４とを有している。ＰＬＬ回路９４には、基準信号発振回路８０から基準信号が供給されており、ＰＬＬ回路９４は、ＣＰＵ８６によって制御され、電圧制御発振器９２が基準信号と同じ位相を持つ周波数基準信号を発生するように電圧制御発振器９２を制御している。この周波数基準信号の周波数が、上述した空きチャンネル内に存在するように、ＰＬＬ回路９４が電圧制御信号を発生している。この周波数基準信号の周波数が、例えば空きチャンネルの中心周波数の±１ＭＨｚ内の周波数ＧＰＳ信号と異なる周波数となるように、ＣＰＵ８６がＰＬＬ回路９４を制御する。例えば周波数変換ＧＰＳ信号を中心周波数−２ＭＨｚに設定すると、周波数基準信号は中心周波数＋１ＭＨｚに設定される。電圧制御発振器９２からの周波数基準信号は合成器７０において周波数変換ＧＰＳ信号と合成され、ゲインコントローラ７２、増幅段７４、バンドパスフィルタ７６を介して出力端子７８に供給される。この出力端子７８が、図１に示す合成器８に接続されているので、周波数変換ＧＰＳ信号と周波数基準信号とは、棟内共同受信システム１を伝送され、アップコンバータ２２に供給される。

図４に示すように、アップコンバータ２２では、周波数変換ＧＰＳ信号と周波数基準信号とが入力端子１００に供給され、減衰器１０２、１分岐器１０４を介してローパスフィルタ１０６に供給され、ここで周波数ＧＰＳ信号が抽出され、増幅段１０８によって増幅された後、ゲインコントローラ１１０でゲインコントロールされた後、ローパスフィルタ１１２で不要な周波数成分が除去された後、第３のミキサ１１４に供給される。

第３のミキサ１１４には、ＰＬＬ発振回路１１６の電圧制御発振器１１８から第３局部発振信号が供給されており、周波数変換ＧＰＳ信号を中間周波信号に周波数変換する。この中間周波信号はＳＡＷフィルタ１２０によって不要な周波数成分が除去された後、増幅段１２２によって増幅され、１分岐器１２４を介してＳＡＷフィルタ１２６に供給されて、不要な周波数成分が除去された後、第４のミキサ１２８に供給される。

１分岐器１２４の分岐端子に分岐された中間周波信号は、検波器１３０によってレベルが検出され、比較器１３２においてレベル基準信号源１３４からのレベル基準信号と比較され、その比較結果によってゲインコントローラ１１０が制御され、第４のミキサ１２８には一定レベルの中間周波信号が供給される。

第４のミキサ１２８には、ＰＬＬ発振回路１８０の電圧制御発振器１８２からの第４局部発振信号が供給され、第４のミキサ１２８において中間周波信号は元のＧＰＳ信号に周波数変換される。このＧＰＳ信号はバンドパスフィルタ１８４によって不要な周波数成分が除去され、増幅段１３６によって増幅され、ゲインコントローラ１３８でゲインコントロールされた後、バンドパスフィルタ１４０で不要な周波数成分が除去された後、出力端子１４２に供給され、これから図１に示す再送信アンテナ２４に供給され、再送信される。

ＰＬＬ発振回路１１６、１８０が第３及び第４の局部発振信号を発生するのに周波数基準信号が使用されている。即ち、１分岐器１０４によって分岐された周波数変換ＧＰＳ信号と周波数基準信号とは、増幅段１４４によって増幅された後、第５のミキサ１４６に供給され、ＰＬＬ発振回路１４８の電圧制御発振器１５０からの第５の局部発振信号によって周波数変換される。これら周波数変換された周波数変換ＧＰＳ信号と周波数基準信号とのうち、周波数変換された周波数基準信号がバンドパスフィルタ１５２によって抽出され、増幅段１５４によって増幅され、第６のミキサ１５６に供給される。第６のミキサ１５６には電圧制御発振器１５０から第５の局部発振信号が供給されて、第６のミキサ１５６は、周波数変換された周波数基準信号を、元の周波数の周波数基準信号に復元する。このようにして周波数基準信号が検出される。

第６のミキサ１５６で復元された周波数基準信号は、増幅段１５８で増幅された後、ＰＬＬ発振回路１６０のＰＬＬ回路１６２に供給され、ＰＬＬ回路１６２は、この周波数基準信号に基づいて電圧制御発振器１６４を制御する。この電圧制御発振器１６４の発振信号は、周波数基準信号と周波数及び位相が一致したものとなるようにＰＬＬ回路１６２が電圧制御発振器１６４を制御している。この電圧制御発振器１６４の発振信号が、基準信号発生回路１６６に供給され、基準信号発生回路１６６が発生した周波数基準信号と周波数及び位相が一致した基準信号が、ＰＬＬ発振回路１１６、１８０のＰＬＬ回路１６８、１７０に供給される。また、制御手段、例えばＣＰＵ１７２によってＰＬＬ回路１６８は制御され、基準信号発生回路１６６からの基準信号に基づいて電圧制御発振器１１８が周波数変換ＧＰＳ信号を中間周波信号に周波数変換するための第３の局部発振信号を発生するように電圧制御発振器１１８を制御し、かつＣＰＵ１７２によってＰＬＬ回路１７０は制御され、基準信号発生回路１６６からの基準信号に基づいて電圧制御発振器１８２が中間周波信号をＧＰＳ信号に周波数変換するための第４の局部発振信号を発生するように電圧制御発振器１８２を制御する。なお、ＣＰＵ１７２には、チャンネルステップスイッチ１７４の操作によって、周波数変換ＧＰＳ信号と周波数基準信号が伝送される空きチャンネルが指定されており、ＣＰＵ１７２は、この指定に応じてＰＬＬ回路１６８、１７０を制御する。なお、ＰＬＬ発振回路１４８もＰＬＬ回路１７６と基準信号発生回路１７８とを有し、ＰＬＬ回路１７６は、ＣＰＵ１７２によって第５の局部発振信号を電圧制御発振器１５０が発生するように制御されている。

このように、この実施形態による衛星航法システム用信号の伝送システムによれば、周波数変換ＧＰＳ信号と周波数基準信号とを、棟内共同受信システム１の空きチャンネルを利用して伝送しているので、混信等の影響を受けることなく、伝送し、再送信することが可能である。しかも、棟内共同受信システム１の空きチャンネルさえ検出できれば、その空きチャンネルを指定するようにダウンコンバータ１８及びアップコンバータ２２のチャンネルステップスイッチ８８、１７４を操作すれば、後は空きチャンネルで周波数変換ＧＰＳ信号と周波数基準信号とを伝送するために必要な設定は自動的に行われ、周波数変換ＧＰＳ信号をＧＰＳ信号に周波数変換するために必要な設定も自動的に行われる。

上記の実施形態によれば、衛星航法システム用信号としてＧＰＳ信号を使用したが、これに限ったものではなく、欧州連合におけるＧａｌｉｌｅｏやロシア共和国におけるＧＬＯＮＡＳＳ等の衛星航法システムで衛星から送信される信号を使用することもできる。

上記の実施形態では、ダウンコンバータ１８ではＧＰＳ信号を中間周波信号に周波数変換した後、この中間周波信号を周波数変換ＧＰＳ信号に周波数変換し、アップコンバータ２２では、周波数変換ＧＰＳ信号を中間周波信号に周波数変換し、中間周波信号をＧＰＳ信号に周波数変換したが、ダウンコンバータ１８ではＧＰＳ信号を直ちに周波数変換ＧＰＳ信号に周波数変換し、アップコンバータ２２で周波数変換ＧＰＳ信号をＧＰＳ信号に周波数変換することも可能である。

また、アップコンバータ２２では、周波数基準信号を検出するために、周波数基準信号と周波数変換ＧＰＳ信号とを周波数変換して、周波数変換された周波数基準信号を抽出して、これを再度周波数変換して周波数基準信号を得たが、例えば周波数変換ＧＰＳ信号と周波数基準信号とをＳＡＷフィルタに供給し、ＳＡＷフィルタによって周波数基準信号を抽出することもできる。

１棟内共同受信システム
１８ダウンコンバータ（第１の周波数変換手段）
２２アップコンバータ（第２の周波数変換手段）

Claims

衛星航法システム用信号を、共同受信システムで伝送可能な周波数の周波数変換衛星航法システム用信号に周波数変換して、前記共同受信システムに供給する第１の周波数変換手段と、
前記共同受信システムを介して伝送された前記周波数変換衛星航法システム用信号を受けて、元の衛星航法システム用信号に再周波数変換する第２の周波数変換手段とを、
具備し、
前記第１の周波数変換手段は、基準信号に基づく局部発振信号によって前記衛星航法システム用信号を前記周波数変換衛星航法システム用信号に周波数変換すると共に、前記基準信号に基づく周波数基準信号を生成し、前記周波数変換衛星航法用システム信号と前記周波数基準信号とは、前記共同受信システムで伝送可能な複数のテレビジョン放送用チャンネルのうち空きチャンネル内の異なる周波数にそれぞれ選択され、
前記第２の周波数変換手段は、前記共同受信システムを伝送された前記周波数基準信号に基づいて、前記共同受信システムを伝送された前記周波数変換衛星航法システム用信号を、元の衛星航法システム用信号に周波数変換する
衛星航法システム用信号伝送システム。
請求項１記載の衛星航法システム用信号伝送システムにおいて、前記第１の周波数変換手段は、前記基準信号を第１のＰＬＬ回路に供給することによって前記局部発振信号を発生し、前記基準信号を第２のＰＬＬ回路に供給することによって前記周波数基準信号を発生し、第２の周波数変換手段は、前記周波数基準信号を検出し、検出された周波数基準信号を第３のＰＬＬ回路に供給することによって発生させた局部発振信号を用いて前記周波数変換衛星航法システム用信号を元の衛星航法システム用信号に周波数変換する
衛星航法システム用信号伝送システム。